道路橋梁施工中混凝土裂縫的原因及對策分析

程晨

摘 要：黨的十九大以來，隨著路橋建設進程不斷加快，我國交通網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、交通運輸效率得到顯著提升。混凝土質(zhì)量是道橋工程建設中不可忽視的一環(huán)，直接影響結(jié)構(gòu)物的好壞。值得注意的是，混凝土結(jié)構(gòu)物受各種因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)一些裂縫，這不僅會影響道路橋梁的整體質(zhì)量，也會對車輛、行人的生命、財產(chǎn)安全造成威脅，本文從混凝土產(chǎn)生裂縫的原因出發(fā)進行研究，得到相應的解決措施。

關(guān)鍵詞：道路橋梁施工;混凝土裂縫;原因;對策

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A

0 引言

道路橋梁項目的建設是我國交通建設中重要的一環(huán)，路橋項目的建設質(zhì)量對城市發(fā)展又起到至關(guān)重要的作用。混凝土作為路橋施工中最常用的材料，混凝土的特性和質(zhì)量與道路橋梁施工的整體質(zhì)量密切相關(guān)，其質(zhì)量就決定了整個工程的好壞。但在施工過程中，混凝土或多或少的會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，所以需要對混凝土材料進行更深層次的研究，進而找到更好的對策來指導道路橋梁的施工，本文從原因及措施兩個方面進行研究。

1 混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

1.1 施工過程產(chǎn)生的裂縫

1.1.1 混凝土振搗產(chǎn)生的裂縫

混凝土振搗時間過長或過短均會導致裂縫的產(chǎn)生。若振搗時間過短，混凝土內(nèi)部不密實，會導致裂縫的產(chǎn)生;若是振搗時間過長，會造混凝土離析，砂漿與石子上下層分開，干縮產(chǎn)生裂縫。

1.1.2 因澆筑模板問題產(chǎn)生的裂縫

在混凝土澆筑前，對施工模板灑水過少或過飽和均會導致混凝土塑性收縮變形產(chǎn)生裂縫。當灑水過少時，模板會非常干燥，灑水過飽和時，模板的吸水量較大，造成上述裂縫的產(chǎn)生。

1.1.3 模板安裝、拆除導致的裂縫

在施工時，由于工人的操作不規(guī)范，模板支撐不到位，或者在未達到模板拆除條件時，由于別的工作面需要模板，就將模板過早拆除用于別處等原因產(chǎn)生的裂縫;施工隊伍在施工過程中不考慮混凝土的承載能力，隨意堆載，導致局部荷載過大而使混凝土產(chǎn)生裂縫。

1.1.4 養(yǎng)護產(chǎn)生的裂縫

混凝土養(yǎng)護時機與產(chǎn)生裂縫也有一定的關(guān)系，若灑水養(yǎng)護過早，會對混凝土的膠結(jié)能力造成影響，若灑水養(yǎng)護較晚，會造成結(jié)構(gòu)物表面缺水干燥，產(chǎn)生不規(guī)則且大小不一的收縮裂縫。混凝土在養(yǎng)護時，應綜合考慮環(huán)境中的各種影響因素，如溫度、濕度以及風速等。一般情況下，比較合理的灑水養(yǎng)護時間是在混凝土達到初凝狀態(tài)時，用麻袋或土工布灑水覆蓋，保證結(jié)構(gòu)物表面充分的濕潤，養(yǎng)護時間至少為7天。混凝土的養(yǎng)護對結(jié)構(gòu)物的整體質(zhì)量有顯著的影響，尤其是混凝土的抗裂性能。混凝土在不同季節(jié)的施工要考慮不同的施工方案，尤其是冬、夏兩季，對溫度的控制尤為重要。

1.2 混凝土自身原因產(chǎn)生的裂縫

1.2.1 自身作用形成的裂縫

混凝土中最常見的裂縫是結(jié)構(gòu)物中鋼筋銹蝕，和混凝土中的骨料發(fā)生電化學反應，從而產(chǎn)生的一種裂縫。在整個電化學反應中，造成鋼筋腐蝕的因素主要有三點，分別是氧、電位差和水。但實際的鋼筋腐蝕速度大多是與clˉ離子有關(guān)，而不是氧。clˉ離子是結(jié)構(gòu)物中加速鋼筋腐蝕的活化劑。clˉ主要起到破壞鋼筋表面鈍化膜保護層的作用，導致鋼筋表面銹蝕。并且還能增加溶液的導電性、電位差以及加速腐蝕等作用。所以如果我們在混凝土拌合中摻入含有clˉ的材料，將會導致混凝土產(chǎn)生裂縫，現(xiàn)實施工過程中大部分裂縫是由這個原因產(chǎn)生的。如果混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋表層被腐蝕或產(chǎn)生鐵銹后，體積會比原始體積增大很多倍，導致其外側(cè)混凝土被擠壓，當擠壓力過大時，混凝土保護層將會被拉裂，產(chǎn)生順鋼筋方向的裂縫。同樣在混凝土混合料進行拌合時，會產(chǎn)生一些堿性離子，而這些離子與會與混合料中的某些物質(zhì)發(fā)生化學反應，造成體積增大，混凝土膨脹開裂。若該階段為結(jié)構(gòu)的使用階段，裂縫將很難進行處理。因此，在施工過程中，要采取有效措施防止這種情況發(fā)生。當混凝土產(chǎn)生裂縫后，環(huán)境中的水、氣（氧）將會進入混凝土內(nèi)部，造成混凝土的進一步開裂，甚至會導致鋼筋保護層大面積脫落，對結(jié)構(gòu)安全、耐久性造成影響。

1.2.2 水化收縮產(chǎn)生的裂縫

由于混凝土混合料在拌合前的體積會大于拌合后的體積，又因為水化作用，其絕對體積也會隨之減少，即收縮產(chǎn)生裂縫。

1.2.3 塑性收縮產(chǎn)生的裂縫

塑性收縮產(chǎn)生的裂縫是指混凝土在凝固前，混凝土表面失水過快而產(chǎn)生的收縮變形。其一般在高溫或大風時產(chǎn)生，基本呈現(xiàn)為裂縫大小長短不一、互不連通。造成該情況發(fā)生的因素如下：混凝土本身抗拉強度就比較小，并且混凝土在剛終凝時抗拉壓強度也小，若受到高溫或干燥大風的影響時，將會導致混凝土表面迅速失水，混凝土體積急劇收縮，導致裂縫出現(xiàn)。主要影響因素有混凝土的水灰比、凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、風速、相對濕度等因素。

1.2.4 干濕造成的裂縫

雖然混凝土結(jié)構(gòu)在終凝后處于穩(wěn)定狀態(tài)，但其若處于濕度極大或者水中的環(huán)境中時，混凝土將吸水膨脹產(chǎn)生裂縫。造成其膨脹的主要原因與下列因素有關(guān)：混凝土拌合時用水量、混凝土干燥狀態(tài)、在水中存放期限、配合時的水灰比、水泥量以及構(gòu)件尺寸等。

1.3 外部環(huán)境形成的裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)在使用或運輸過程中均可能產(chǎn)生裂縫。像在混凝土未達到終凝條件時就拆除模板、混凝土構(gòu)件堆放不合理，在運輸或放置時吊點、墊塊擺放位置不當、使用時超過設計荷載均會導致裂縫產(chǎn)生。由于施工中最常用的鋼混受彎構(gòu)件，在荷載作用下，會出現(xiàn)不同程度的裂縫。當使用荷載達到設計荷載的35%～40%時，就可能會出現(xiàn)肉眼不可見的裂縫。此時鋼混結(jié)構(gòu)是允許帶縫工作的，這種裂縫被稱為無害裂縫。但是有的構(gòu)件是完全不能有裂縫產(chǎn)生的，上述情況就該被認定為有害裂縫，為了保證質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全，需仔細分析和研究。

2 混凝土裂縫控制措施

2.1 結(jié)構(gòu)設計層面的措施

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計時，應滿足國家規(guī)范要求。尤其是對于薄板構(gòu)件，要特別注意構(gòu)造筋的配筋，直徑和數(shù)量的選取非常重要。以單向板為例，若滿足受力要求，可選用較小直徑的鋼筋，進行雙面配筋，并減少鋼筋間距，增加配筋率，也可滿足受力要求。

在設計時，對于薄弱、易開裂部位的結(jié)構(gòu)位置要著重考慮，如深、淺基礎結(jié)合位置以及不同結(jié)構(gòu)形式連接位置等。

2.2 施工層面的控制

在施工時要制定完善的施工方案。方案里要包含施工工藝，澆筑方法，澆筑時間，振搗方式，養(yǎng)護時間等一系列必要的施工流程，并進行嚴格控制，按照施工要求進行施工。

在施工時要考慮模板的利用率，一般要求盡早拆模。當澆筑時混凝土溫度大于環(huán)境溫度時，應考慮拆模的時間，避免造成表面裂縫。混凝土剛澆筑時，水化熱會造成比較大的表面拉應力，此時混凝土表面的溫度仍比環(huán)境溫度較高，但此時若將模板拆除，必然會降低表面溫度，引起溫度的突變，將會在混凝土表面附加一個拉應力，會有產(chǎn)生裂縫的風險。但是在拆除模板之后，在表面覆蓋一層保溫材料，會減少裂縫產(chǎn)生的風險。

2.3 施工溫度方面的控制

在混凝土結(jié)構(gòu)中提前埋設水管，通過循環(huán)水，降低混凝土產(chǎn)生的溫度。施工過程中會長時間暴露的混凝土表面，需在冬季來臨之前進行保溫措施。

2.4 建立健全混凝土管理體制

隨著我國建設技術(shù)不斷發(fā)展，為操作系統(tǒng)的高效可靠開發(fā)和解決技術(shù)問題的質(zhì)量保證提供了堅實的基礎。通過有效的人力資源管理、及時檢查材料和合理分配機械工作，可以減少混凝土開裂風險。加強混凝土質(zhì)量控制，提高技術(shù)人員和施工人員的技能培訓和綜合素質(zhì)培養(yǎng)，減少混凝土開裂風險，定期監(jiān)測混凝土生產(chǎn)過程、材料配比等，改善道路和橋梁建設。建立健全混凝土管理機制將使項目工作更加完整、科學和有組織。

2.5 提高地基的穩(wěn)固性、可靠性

對于道路和橋梁而言，地基具有內(nèi)在的有效性和必要性，以確保建筑的穩(wěn)定性和安全性。在施工過程中，要達到地基的最大可靠性和穩(wěn)定性，以協(xié)調(diào)的方式監(jiān)控基本決策，并及時采取措施。當場地為普通軟土路基時，必須采取措施提高地基的穩(wěn)固性、可靠性，確保道路結(jié)構(gòu)和橋梁的穩(wěn)定性。

2.6 混凝土澆筑修復裂縫

第一，施工后定期檢查混凝土質(zhì)量。在檢測混凝土中的裂縫時，根據(jù)裂縫的深度使用不同的方法。如果出現(xiàn)較深的裂縫，應在拆除和清理后重新澆筑混凝土。第二，在混凝土澆筑養(yǎng)護前，需要對澆筑順序、澆筑厚度、澆筑時間等方面進行計算和評價，以便了解正確的數(shù)據(jù)結(jié)果，并進行準備工作。第三，混凝土振搗時，要時刻注意溫度的變化，以增加振搗的強度。第四，如果在修復過程中發(fā)生違規(guī)行為，我們會制定預警計劃，以便及時跟進和解決異常情況。

2.7 預防收縮裂縫及凍脹裂縫

要科學認識混凝土各組分配比，有效控制水泥用量，優(yōu)先選用低強結(jié)合劑，以免開裂，符合技術(shù)任務的要求。裂縫保護主要適用于冬春季施工，必須保持足夠的熱量，不影響施工。同時，要有效降低混凝土結(jié)構(gòu)的嚴密性及其各部件之間的空間，以減少極低溫膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。

2.8 重視鋼筋防腐工作

負責混凝土路橋施工的人員應當從可靠來源采購鋼筋材料，確保采購合理，并及時進行試驗和檢驗，確保鋼筋質(zhì)量。在這種情況下，需要充分保證保護層的厚度，以保護鋼筋在操作過程中不受腐蝕。還需要有效地測量混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定性，以避免結(jié)構(gòu)的承載能力降低而開裂。

3 結(jié)語

本文從道路橋梁工程施工中產(chǎn)生混凝土裂縫的原因分析以及道路橋梁施工中混凝土裂縫的防治對策等方面進行了研究。隨著現(xiàn)代化進程的加快，人們對交通基礎設施的質(zhì)量要求正在提高。在此過程中，混凝土材料在道路橋梁施工中非常重要，所以，如何保證混凝土材料的質(zhì)量是非常重要的一個問題。

參考文獻：

[1]申鵬.道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析及應對措施[J].交通世界，2021（15）：37-38.

[2]馮二姣.道路橋梁工程施工中的混凝土裂縫成因與防治措施[J].交通世界，2021（13）：143-144.